高性能输送管线钢

鉴于管道工业将面临建设输送原油、成品油、粉煤浆、天然气等多种形式管线的高潮,对输送管线用钢发展前沿问题,如根据应变设计(strain design)原则在地质状况不稳定地区或深海建设管线用高抗变形管线钢;建设输送粉煤浆管线用抗冲蚀(anti-erosion)管线钢;建设长距离输送天然气管线用X100/X120级管线钢;能够大幅度提高厚壁管线钢管环焊热影响区韧性的含氧化钛质点管线钢;用于X100/X120级管线钢的新型高强度焊接材料以及防止高压输气管线发展延性断裂等问题做了综合论述.     

超低碳针状铁素体管线钢的显微特征及强韧性行为

利用力学实验及微观分析手段，研究了超低碳针状铁素体管线钢的显微特征及其对强韧性的影响。结果表明，通过纯净化和热加工工艺优化。可在超低碳管线钢中获得具有以针状铁素体为主的显微组织，并在其铁素体晶界上发现有马氏体薄膜的存在。这些微观特征成为大幅度提高超低碳针状铁素体管线钢强韧性的重要因素。     

添加Mo-B对超高强度管线钢相变组织的影响

在超高强度管线钢中添加不同数量的Mo与B,研究了不同Mo/B(s)比(B(s)为酸溶硼)的管线钢的组织相变特性和显微硬度的变化.结果表明,Mo-B(s)共同作用有利于提高钢的淬透性,增加组织中的下贝氏体含量,提高该钢的显微硬度,其共同作用的效果优于两者单独作用之和.在Mo-B(s)共同作用下,钢中的Mo/B(s)比RMo/B(s)=200时,该钢得到最佳的组织和最高的显微硬度.对有关作用机理进行了讨论.     

时效处理对针状铁素体管线钢力学性能和抗硫化氢行为的影响

在600℃左右进行时效处理，可使针状铁素体管线钢强度水平大幅度提高而基本不降低韧性和延性．在600℃保温10h，针状铁素体管线钢在保持塑、韧性的基础上，强度水平提升到接近X100级别要求，且明显改善了其抗H2S开裂性能．有利作用主要归因于时效处理促进了针状铁素体中微合金碳氮化物的进一步沉淀析出，马氏体／奥氏体(M／A)岛转变成回火马氏体，以及组织更加均匀化．时效处理为发展高强度级别针状铁素体管线钢提供了新的思路。     

平面应变压缩条件下管线钢的再结晶研究

平面应变压缩实验机对X70管线钢在平面应变压缩条件下的再结晶行为进行了研究。研究表明在实验条件下，本钢种只发生动态回复，不发生动态再结晶。同时探索出一种新的管线钢原奥氏体晶界腐蚀方法。     

针状铁素体管线钢的组织结构及其与力学性能的关系研究

基于控轧控冷工艺研究,在化学成分相同的超低碳微合金管线钢中获得了不同组成比的针状铁素体（AF）复相组织,探讨了其与力学性能的关系。结果表明：①降低终轧温度导致有效晶粒尺寸明显减小,冷却速度和模拟卷取温度的变化对有效晶粒尺寸影响不大;②降低终轧温度,提高冷速,会促进AF复相组织中粒状贝氏体铁素体（GF）、贝氏体铁素体（BF）等低温组织含量的增加,提高模拟卷取温度增强的析出强化效果不如降低终轧温度导致的AF低温组织含量提高和晶粒细化对强度提高的贡献大;③随着终轧温度的下降,大角度晶界含量先提高后降低,在相变点以上40℃附近达到最高值,大角度晶界含量越高,低温韧性越好;④当管线钢获得较高BF和GF含量、低的准多边形铁素体（QF）含量组成的细小AF组织时,综合力学性能优良。     

中国液态锂铅包层材料研究进展

液态锂铅包层是国际上普遍关注和最有发展潜力的聚变堆包层概念设计之一,而包层材料是液态锂铅包层的核心问题之一.目前,液态锂铅包层普遍选用低活化铁素体/马氏体钢(RAFM钢)作为结构材料,液态锂铅作为中子倍增剂及氚增殖剂.另外,部分设计采用了耐高温、电绝缘流道插件作为功能材料,以降低磁流体动力学效应及提高冷却剂出口温度(高于700℃).为适应液态包层的发展需求,中国科学院等离子体物理研究所FDS团队联合国内外相关研究单位,进行了具有中国自主知识产权的中国低活化马氏体钢(CLAM钢)及液态锂铅包层功能材料研发,并开展了锂铅热对流及强迫对流回路的设计、研制及腐蚀实验研究,以研究液态金属锂铅的流动特性及其与结构和功能材料的相容性.同时建立了聚变堆材料数据库平台,为促进中国聚变堆液态包层及材料技术的研究和发展提供数据支持.     

M/A组元对高强度管线钢抗H2S性能的影响

研究了两种X90级别具有针状铁素体组织结构的高强度管线钢的抗H2S性能。结果表明,具有大尺寸M/A组元的管线钢的抗H2S性能不佳,表现为随着实验条件的加剧,氢致鼓泡密度增加,氢致开裂(HIC)参数提高,硫化物应力腐蚀开裂(SSC)失效时间变短。通过对比两种钢中不同尺寸、不同体积分数M/A组元的差异,结合SEM对氢致裂纹扩展路径进行观察,解释了M/A组元对H2S腐蚀性能的影响及机理。控制M/A组元体积分数在8%以下和尺寸小于2μm将不会影响管线钢的抗H2S腐蚀行为。     

等温淬火对SIMP钢显微组织与蠕变性能的影响

SIMP钢是先进核嬗变系统(ADS系统)散裂靶用关键结构材料。本文过等温淬火处理来降低SIMP钢组织中大角度界面的数量,以达到提高材料蠕变性能的目的。采用光学显微镜、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)表征了SIMP钢在等温淬火+回火与正火+回火两种热处理工艺下的显微组织的差异。经等温淬火处理获得的组织为上贝氏体,经正火处理获得的组织为板条马氏体。两种组织回火后继承了各自原始组织的形貌特征,但回火贝氏体组织中的大角度界面数量低于回火马氏体组织。600℃的蠕变性能试验结果表明,通过等温淬火+回火处理,SIMP钢的蠕变寿命较传统的正火+回火处理提高了约3倍。     

热变形对超纯净管线钢组织的影响

研究了成分和热变形对三种低碳微合金管线钢的连续冷却转变(CCT曲线)和组织的影响．结果表明：在含碳量为0．025％的低碳微合金钢中加入0．3％的Mo能推迟铁素体、珠光体转变，扩大针状铁素体(Acicular fenite)形成的冷却速度范围；高碳含量使针状铁素体向板条铁素体(Lath ferrite)转化．热变形使针状铁素体的形成温度区间从400～500℃扩大到450～700℃，显著加速相变过程，使CCT曲线明显向左上方移动，获得针状铁素体的临界冷却速度增加，抑制板条铁素体的形成，有利于获得细的针状铁素体组织，并细化岛状组织，但对残余奥氏体量影响不大。